CN211588900U - 一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及摩擦焊技术领域，具体涉及一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具，包括夹持部、轴肩部和搅拌针，所述搅拌针设置在轴肩部的前端，并且该搅拌针为圆锥台结构，所述搅拌针根部直径大于等于多道焊缝的最大宽度。本实用新型的搅拌针直径大于最大的焊缝间距，可以一次焊接成型多道焊缝，大大提高生产效率；焊核区晶粒再结晶区域大，焊缝内部成型较好；不会出现局部位置多次焊接出现的焊缝塌陷、孔洞等焊接缺陷；非沿缝焊接，对中偏差要求低，工装要求低，容错率高。

Description

一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具

技术领域

本实用新型涉及摩擦焊技术领域，具体涉及一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具。

背景技术

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，FSW)是英国焊接研究所(TWI)于1991年发明的一种固相连接方法，具有优质、高效、焊接变形小等特点，在产品设计要求较高的行业上逐渐取代传统熔焊技术，广泛应用在航空航天、高速列车、汽车等制造业领域。

但在产品结构设计上，经常出现两道或多道相近焊缝，使用常规搅拌摩擦焊的方法会沿着焊缝间隙进行焊接，焊接时间长、焊缝长度长、搅拌头磨损严重、焊接装配要求高、生产效率低，还会在局部位置重复焊接，进而导致焊缝材料软化严重，甚至出现焊缝塌陷的现象。在微观组织上，重复焊接位置热输入较高，使得上道成型的细小的等轴晶粒长大，焊核区域WNZ尺寸减小，焊缝内部成型差，极易出现孔洞等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具，该焊具包括夹持部、轴肩部和搅拌针，所述搅拌针设置在轴肩部的前端，并且该搅拌针为圆锥台结构，所述搅拌针根部直径大于等于多道焊缝的最大宽度。

优先地，所述焊具为高速工具钢或者合金材质。

优先地，所述焊具的材质为镍基合金、碳化钨钴合金、Wo-Co合金钢或者多晶立方氮化硼。

优先地，所述搅拌针的长度L小于焊深度H。

优先地，所述搅拌针的长度L与焊接深度H的关系为：L＝H-0.2～0.3mm。

本实用新型的有益效果：本实用新型具有以下优点：

1、搅拌针直径大于最大的焊缝间距，可以一次焊接成型多道焊缝，大大提高生产效率；

2、焊核区晶粒再结晶区域大，焊缝内部成型较好；

3、不会出现局部位置多次焊接出现的焊缝塌陷、孔洞等焊接缺陷；

4、非沿缝焊接，对中偏差要求低，工装要求低，容错率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是实用本实用新型的焊具的焊接示意图；

图中：

1、夹持部；2、轴肩部；3、搅拌针；4、焊缝。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1所示的一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具，该焊具包括夹持部1、轴肩部2和搅拌针3，所述搅拌针3设置在轴肩部2的前端，并且该搅拌针3为圆锥台结构，所述搅拌针3根部直径大于等于多道焊缝4的最大宽度。

其中，搅拌针3根部直径大于多道焊缝4的最大宽度，以保证搅拌针3能够完全覆盖到所有焊缝4，实现单词焊接多道焊缝4的作业。

所述焊具为高速工具钢或者合金材质。

所述焊具的材质为镍基合金、碳化钨钴合金、Wo-Co合金钢或者多晶立方氮化硼。

所述搅拌针3的长度L小于焊深度H。

所述搅拌针3的长度L与焊接深度H的关系为：L＝H-0.2～0.3mm。

应用本实用新型的焊具进行单次焊接多道焊缝4的方法包括如下步骤：

A)根据焊缝4间距选择焊具的规格，焊具选择的标准为：搅拌针3的长度应适配于焊接深度L＝H-0.2～0.3mm，搅拌针3更不直径D大于等于多道焊缝4的最大宽度D1。

B)使用丙酮或酒精等擦拭产品，去除表面油污，使用锉刀或修边器去除焊缝4表面毛刺，保证单个焊缝4间隙小于0.4mm，平整度良好；

C)将产品用快速工装或专用工装固定在工作台面上，使用对刀器进行焊具对刀，保证间隙位置皆位于搅拌针3直径所覆盖的范围内，并保证压入方向坐标误差在0.1～0.5mm以内；

D)安装搅拌头进行焊接。

其中在步骤D中，焊具从焊接起始点压入，轴肩压入深度为0.05～0.5mm，以200～3000rpm，50～3000mm/min的焊接工艺进行焊接，沿间距最大的两道焊缝4的中心线进行焊接，并停留至引出位置，焊接过程结束。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (5)

1.一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，该焊具包括夹持部(1)、轴肩部(2)和搅拌针(3)，所述搅拌针(3)设置在轴肩部(2)的前端，并且该搅拌针(3)为圆锥台结构，所述搅拌针(3)根部直径大于等于多道焊缝(4)的最大宽度。

2.根据权利要求1所述的一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述焊具为高速工具钢或者合金材质。

3.根据权利要求2所述的一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述焊具的材质为镍基合金、碳化钨钴合金、Wo-Co合金钢或者多晶立方氮化硼。

4.根据权利要求3所述的一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌针(3)的长度L小于焊深度H。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种实现单次焊接多道成型的搅拌摩擦焊焊具，其特征在于，所述搅拌针(3)的长度L与焊接深度H的关系为：L＝H-0.2～0.3mm。

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